carbure de silicium (SiC)U materiale hà i vantaghji di un largu bandgap, alta conducibilità termale, alta forza di campu di ruptura critica, è alta velocità di deriva di l'elettroni saturati, facendu assai promettenti in u campu di fabricazione di semiconduttori. I cristalli unichi di SiC sò generalmente pruduciuti attraversu u metudu di trasportu fisicu di vapore (PVT). I passi specifichi di stu metudu implicanu a piazza SiC in polvere à u fondu di un crucible di grafite è mette un cristallu di sumente SiC à a cima di u crucible. U grafitucrogiolehè riscaldatu à a temperatura di sublimazione di SiC, facendu chì a polvera di SiC si decompone in sustanzi in fase di vapore cum'è vapore Si, Si2C è SiC2. Sutta l'influenza di u gradiente di temperatura axial, sti sustanzi vaporizzati sublimate à a cima di u crucible è cundensa nantu à a superficia di u cristallu di sumente SiC, cristallizendu in cristalli unichi di SiC.
Attualmente, u diametru di u cristallu di sumente utilizatu inSiC crescita di cristalli unicuci vole à currisponde à u diametru di u cristallu di destinazione. Durante a crescita, u cristallu di sementa hè fissatu nantu à u supportu di sementa à a cima di u crucible cù l'adesivu. Tuttavia, stu metudu di riparà u cristallu di a sumente pò purtà à prublemi cum'è vuoti in a capa adesiva per causa di fatturi cum'è a precisione di a superficia di u titularu di a sumente è l'uniformità di u revestimentu adesivu, chì ponu risultatu in difetti vuoti esagonali. Questi includenu migliurà a piattezza di a piastra di grafite, aumentendu l'uniformità di u grossu di a capa adhesiva, è aghjunghjendu una capa di buffer flexible. Malgradu questi sforzi, ci sò sempre prublemi cù a densità di a capa adhesiva, è ci hè un risicu di staccamentu di cristalli di sumente. Aduttendu u metudu di bonding theostiaà a carta di grafite è a superposizione à a cima di u crucible, a densità di a capa adhesiva pò esse migliurata, è u distaccu di l'ostia pò esse impeditu.
1. Schema Sperimentale:
I wafers utilizati in l'esperimentu sò dispunibuli cummercialeWafers SiC di 6-inch N-type. Photoresist hè appiicatu cù un spin coater. L'aderenza hè ottenuta cù un furnace auto-sviluppatu di pressa calda di sementi.
1.1 Schema di Fixazione di Cristalli di Sementi:
Attualmente, i schemi di aderenza di cristalli di sementi SiC ponu esse divisi in duie categurie: tippu adesivu è tipu di sospensjoni.
Schema di tipu adesivu (Figura 1): Questu implica un ligamewafer di SiCà a piastra di grafite cù una strata di carta di grafite cum'è una capa di buffer per eliminà i spazii trà uwafer di SiCè a piastra di grafite. In a pruduzzione attuale, a forza di ligame trà a carta di grafite è a piastra di grafite hè debbule, chì porta à u distaccu frequente di cristalli di sumente durante u prucessu di crescita à alta temperatura, risultatu in fallimentu di crescita.
Schema di Tipu di Sospensione (Figura 2): Tipicamente, un film di carbone densu hè creatu nantu à a superficia di ligame di l'oblea di SiC utilizendu metudi di carbonizazione di cola o di rivestimentu. Uwafer di SiChè tandu clamped trà dui platti di grafite è pusatu à a cima di u crucible di grafite, assicurendu a stabilità mentre a film di carbone pruteghja u wafer. Tuttavia, a creazione di u film di carbone attraversu u revestimentu hè caru è ùn hè micca adattatu per a produzzione industriale. U metudu di carbonizazione di cola rende una qualità di film di carbone inconsistente, facendu difficiuli d'ottene una film di carbone perfettamente densu cù una forte aderenza. Inoltre, clamping the graphite plates reduces the effective growth area of the wafer by bluccatu parte di a so superficia.
Basatu annantu à i dui schemi sopra, un novu schema adhesivu è sovrapposto hè prupostu (Figura 3):
Un film di carbone relativamente densu hè creatu nantu à a superficia di ligame di u wafer SiC utilizendu u metudu di carbonizazione di cola, assicurendu micca una grande fuga di luce sottu illuminazione.
U wafer SiC coperto cù u film di carbone hè ligatu à carta di grafite, cù a superficia di ligame hè u latu di u film di carbone. A capa adhesiva deve apparisce uniformemente nera sottu a luce.
A carta di grafite hè chjappata da i platti di grafite è suspesu sopra à u crucible di grafite per a crescita di cristalli.
1.2 Adesivu:
A viscosità di u photoresist influenza significativamente l'uniformità di u spessore di film. À a listessa velocità di spin, a viscosità più bassa si traduce in film adesivi più sottili è più uniformi. Dunque, un fotoresist di bassa viscosità hè sceltu in i requisiti di l'applicazione.
Duranti l'esperimentu, hè statu trovu chì a viscosità di l'adesivu carbonizzante affetta a forza di ligame trà a film di carbone è u wafer. L'alta viscosità rende difficiuli di applicà uniformemente utilizendu un spin coater, mentre chì a viscosità bassa si traduce in una forza di ligame debule, chì porta à u cracking di film di carbone durante i processi di ligame successivi per via di u flussu di adesivo è di a pressione esterna. Per mezu di a ricerca sperimentale, a viscosità di l'adesivu carbonizzante hè stata determinata per esse 100 mPa·s, è a viscosità di l'adesiva di ligame hè stata stabilita à 25 mPa·s.
1.3 Vacuum di travagliu:
U prucessu di creà a film di carbone nantu à l'oblea di SiC implica a carbonizazione di a capa adhesiva nantu à a superficia di l'oblea di SiC, chì deve esse realizatu in un ambientu vacuum o argon. I risultati sperimentali mostranu chì un ambiente protettatu da l'argon hè più favurevule à a creazione di film di carbonu cà un ambiente di vacuum altu. Se si usa un ambiente di vacuum, u livellu di vacuum deve esse ≤1 Pa.
U prucessu di ligame di u cristallu di semi di SiC implica un ligame di u wafer SiC à a piastra di grafite / carta di grafite. In cunsiderà l'effettu erosivu di l'ossigenu nantu à i materiali di grafite à alte temperature, stu prucessu deve esse realizatu in cundizioni di vacuum. L'impattu di diversi livelli di vacuum nantu à a capa adesiva hè statu studiatu. I risultati spirimintali sò dimustrati in a Table 1. Si pò vede chì in cundizioni di vacuum bassu, i molécule d'ossigenu in l'aria ùn sò micca sguassati completamente, purtendu à strati adesivi incompleti. Quandu u nivellu di vacuum hè sottu à 10 Pa, l'effettu erosivu di e molécule d'ossigenu nantu à a capa adhesiva hè significativamente ridutta. Quandu u nivellu di vacuum hè sottu à 1 Pa, l'effettu erosivu hè completamente eliminatu.
Postu tempu: ghjugnu-11-2024